Question

利用工業(yè)煉銅后的爐渣(含F(xiàn)e₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃)，制備無(wú)機(jī)高分子絮凝劑聚合氯化鋁和凈水劑高鐵酸鈉(Na₂FeO₄)。其工藝流程如下(部分操作和條件略)：
Ⅰ．用稀鹽酸浸取爐渣，過(guò)濾；
Ⅱ．向?yàn)V液中加入過(guò)量NaClO溶液，調(diào)pH約為3，過(guò)濾；
Ⅲ．溶液進(jìn)行減壓蒸發(fā)等操作,甩干后送入聚合爐中進(jìn)行高溫聚合，……得到聚合氯化鋁。
Ⅳ．將Ⅱ中得到沉淀洗滌、干燥,再與NaClO和NaOH反應(yīng)，生成高鐵酸鈉。
（1）稀鹽酸溶解Fe₂O₃的離子方程式是        。
（2）驗(yàn)證爐渣中含有FeO必要的化學(xué)試劑為         。
（3）已知：生成氫氧化物沉淀的pH

物質(zhì)	Fe(OH)3	Al(OH)3	Fe(OH)2
開(kāi)始沉淀時(shí)	1．5	3．4	6．3
完全沉淀時(shí)	2．8	4．7	8．3

 
①步驟Ⅱ中加入過(guò)量NaClO，反應(yīng)的離子方程式是        。
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ中，調(diào)pH約為3的目的是        。
（4）該工業(yè)流程存在缺點(diǎn)，在步驟Ⅱ伴隨著有氯氣產(chǎn)生，此反應(yīng)方程式是        。
（5）步驟Ⅲ中在減壓蒸發(fā)與甩干操作之間，還需進(jìn)行的操作是       。
（6）在步驟Ⅳ中，若該反應(yīng)生成166 g Na₂FeO₄轉(zhuǎn)移3 mol電子，則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是         。

Answer 1

（1）Fe₂O₃ + 6H⁺ = 2Fe³⁺ + 3H₂O (2分)
（2）稀硫酸、KMnO₄溶液 (或稀鹽酸、K₃[Fe(CN)₆]溶液）(2分)
（3）①2Fe²⁺ + ClO^- + 2H⁺ = 2Fe³⁺ +Cl^- + H₂O (2分)
②pH約為3時(shí)，F(xiàn)e²⁺不能形成沉淀，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，可使鐵完全沉淀。 (2分)
（4）ClO^- + Cl^- + 2H⁺ = Cl₂ + H₂O (2分)
（5）濃縮至飽和,冷卻結(jié)晶(2分)
（6）2 : 3 (1分)

試題分析：（1）稀鹽酸溶解Fe₂O₃：Fe₂O₃ + 6H⁺ = 2Fe³⁺ + 3H₂O。
（2）驗(yàn)證FeO先要溶解，是鹽酸，在證明Fe²⁺的檢驗(yàn)，可用KMnO₄溶液的褪色實(shí)驗(yàn)或K₃[Fe(CN)₆]溶液藍(lán)色沉淀實(shí)驗(yàn)。
（3）①步驟Ⅱ中加入過(guò)量NaClO，將Fe²⁺氧化，2Fe²⁺ + ClO^- + 2H⁺ = 2Fe³⁺ +Cl^- + H₂O。
②根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ中，調(diào)pH約為3的目的是Fe²⁺不能形成沉淀，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，可使鐵完全沉淀。
（4）在步驟Ⅱ伴隨著有氯氣產(chǎn)生是因?yàn)椋篊lO^- + Cl^- + 2H⁺ = Cl₂ + H₂O。
（5）步驟Ⅲ中在減壓蒸發(fā)與甩干操作之間，還需進(jìn)行的操作是濃縮至飽和、冷卻結(jié)晶。
（6）在步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)，生成166 g Na₂FeO₄轉(zhuǎn)移3 mol電子，3NaClO+4NaOH+2Fe(OH)₃=2Na₂FeO₄+ 3NaCl + 5H₂O。反應(yīng)則參加反應(yīng)的還原劑Fe(OH)₃和氧化劑NaClO的物質(zhì)的量之比是2:3。